核心概念:数据共享的“前台服务员”
想象一下,每个 Android 应用就像一家独立的商店,商店内部有自己的仓库(应用私有数据)。为了保护隐私和安全,Android 系统给每个商店(应用)都装了坚固的围墙(沙箱机制),禁止其他商店直接翻墙进来拿东西。
现在,假设你开了家“通讯录商店”(Contacts App),里面存了所有人的联系方式(联系人数据库)。其他商店(比如短信App、邮件App)想合法地获取这些联系方式来发短信或邮件,该怎么办?
ContentProvider (CP) 就是这个解决方案!它相当于商店专门设置的“前台服务员”:
- 职责明确: 它只负责提供(Provide)商店(应用)内部特定数据(如联系人、短信、相册、自定义数据库等)的访问接口(Content)。
- 统一窗口: 它定义了一套标准的访问方式(增删改查,即 CRUD),任何其他应用(客户端)只要按照这个标准来“窗口”请求,就能获取或修改数据。
- 权限管控: 服务员不会随便把数据给任何人。它严格执行店规(权限声明)。其他商店(客户端应用)必须先在“营业执照”(
AndroidManifest.xml)里声明自己获得了相应的权限(如READ_CONTACTS),服务员才会提供服务。 - 抽象接口: 服务员只关心“你要什么数据”(通过 URI 指定)和“你要做什么操作”(增删改查)。至于数据是存在 SQLite 数据库、文件、还是网络,服务员后面(即 CP 的实现者)自己处理,客户端完全不用关心。
- 跨应用桥梁: 最重要的是,这个服务员机制是 Android 系统提供的跨应用通信(IPC) 的核心方式之一。它让数据可以在不同应用间安全、受控地流动。
关键概念 1:URI - 数据的“门牌号”
-
是什么? 统一资源标识符 (
Uniform Resource Identifier)。 -
干什么用? 唯一标识 ContentProvider 所管理的特定数据集或单条数据。就像你要去图书馆找一本书,需要知道书名和书架位置(URI)。
-
标准格式:
content://<authority>/<path>/<id>content://: 固定前缀,表明这是一个指向 ContentProvider 的 URI。<authority>: 最重要的部分! 相当于 ContentProvider 的全局唯一域名。它告诉系统:“我要找哪个服务员?”。通常使用应用的包名(com.example.app)或包名加特定后缀(com.example.app.provider)来确保唯一性。必须在 Provider 的AndroidManifest.xml声明中精确匹配!<path>: (可选)标识数据的类型或集合。例如,contacts表示联系人集合,photos表示照片集合。可以有层级,如user/123。<id>: (可选)标识集合中的单条特定数据。通常是一个数字 ID。例如,content://com.android.contacts/contacts/5表示 ID 为 5 的联系人。
-
例子:
content://com.android.contacts/contacts- 指向系统联系人应用提供的所有联系人的集合。content://com.android.contacts/contacts/5- 指向 ID 为 5 的那个特定联系人。content://com.example.myapp.provider/books- 指向你的应用 (com.example.myapp) 提供的名为myapp.provider的 CP 所管理的所有书籍的集合。content://com.example.myapp.provider/books/42- 指向 ID 为 42 的那本特定书籍。
关键概念 2:ContentResolver - 客户的“请求代理”
-
是什么? 应用中的一个核心类 (
android.content.ContentResolver)。 -
干什么用? 客户端应用(想访问数据的那一方)并不直接创建或访问 ContentProvider 对象。相反,它通过
ContentResolver这个系统提供的统一代理来发送请求。 -
工作原理:
- 你在客户端代码中获取
ContentResolver实例(通过context.getContentResolver())。 - 你调用
ContentResolver的方法 (insert(),query(),update(),delete()),并传入目标数据的 URI 和其他操作参数(如要查询的列、查询条件、要插入的值等)。 ContentResolver拿着这个 URI,去找系统(主要是ActivityManagerService)问:“嘿,系统大哥,这个 URI (content://com.android.contacts/contacts) 是哪个服务员 (Authority) 管的呀?把那个服务员的联系方式(一个代理对象)给我呗”。- 系统找到对应的 ContentProvider(如果还没启动,可能会先启动它所在的进程),并返回一个可以跟那个服务员通信的“电话线”(通常是基于 Binder 的 IPC 代理)。
ContentResolver通过这个“电话线”把你的请求转发给真正的 ContentProvider 实例。- ContentProvider 在自己的应用进程里执行实际的数据库/文件操作。
- 操作结果(如新插入数据的 URI、查询到的
Cursor、受影响的行数)再通过“电话线”和ContentResolver返回给你的客户端代码。
- 你在客户端代码中获取
-
好处: 对客户端完全透明地处理了跨进程通信的复杂性。客户端只需要和
ContentResolver打交道,感觉就像在访问本地数据一样简单(虽然背后可能是跨进程的)。
如何使用 ContentProvider(客户端视角)
假设你想查询系统联系人:
-
声明权限 (AndroidManifest.xml):
<manifest ...> <uses-permission android:name="android.permission.READ_CONTACTS" /> <!-- 查询需要读权限 --> <application ...> ... </application> </manifest>运行时还需要动态申请(针对 Android 6.0+)。
-
获取 ContentResolver:
ContentResolver resolver = getContentResolver(); // 在 Activity, Service 等 Context 中调用 -
构建查询 URI: 指向联系人的集合。
Uri contactUri = ContactsContract.Contacts.CONTENT_URI; // 系统预定义好的联系人 URI -
指定查询参数 (可选):
- Projection: 要查询哪些列(字段)?如
new String[]{ContactsContract.Contacts._ID, ContactsContract.Contacts.DISPLAY_NAME} - Selection: 查询条件 (WHERE 子句),如
ContactsContract.Contacts.DISPLAY_NAME + " = ?" - SelectionArgs: 填充
Selection中?占位符的参数值,如new String[]{"Alice"} - SortOrder: 排序方式,如
ContactsContract.Contacts.DISPLAY_NAME + " ASC"
- Projection: 要查询哪些列(字段)?如
-
执行查询 (query()):
Cursor cursor = resolver.query( contactUri, // URI projection, // 要查询的列 selection, // WHERE 条件 selectionArgs, // WHERE 条件的参数 sortOrder // 排序 ); -
处理查询结果 (Cursor):
if (cursor != null && cursor.moveToFirst()) { do { long id = cursor.getLong(cursor.getColumnIndex(ContactsContract.Contacts._ID)); String name = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(ContactsContract.Contacts.DISPLAY_NAME)); // ... 使用 id 和 name ... } while (cursor.moveToNext()); cursor.close(); // 非常重要!用完必须关闭 } -
其他操作类似 (insert, update, delete):
- 插入 (
insert()): 传入目标集合 URI 和包含数据的ContentValues对象。返回新插入项的 URI。 - 更新 (
update()): 传入目标 URI (可以是单条或集合),包含更新数据的ContentValues,以及可选的selection和selectionArgs。返回受影响的行数。 - 删除 (
delete()): 传入目标 URI (可以是单条或集合),以及可选的selection和selectionArgs。返回删除的行数。
- 插入 (
关键概念 3:Cursor - 数据的“临时集装箱”
-
是什么? 一个接口 (
android.database.Cursor),代表查询结果的集合。 -
干什么用? 当你执行
query()操作时,结果不是一次性全部加载到内存,而是通过Cursor这个“迭代器”来按需访问。它封装了结果集的游标位置、列信息、数据值。 -
核心方法:
moveToFirst(),moveToNext(),moveToPrevious(),moveToPosition()- 移动游标。isBeforeFirst(),isAfterLast(),isFirst(),isLast(),getPosition()- 判断游标位置。getCount()- 获取结果总数。getColumnIndex(),getColumnName()- 列信息。getString(),getInt(),getLong(),getFloat(),getBlob()- 按列索引或列名获取当前行的数据。
-
重要!必须关闭:
Cursor通常关联着底层资源(数据库连接、文件句柄等)。用完一定要调用cursor.close()来释放资源! 否则会导致内存泄漏和资源耗尽。推荐使用try-with-resources(Java 7+) 或在finally块中关闭。
关键概念 4:MIME 类型 - 数据的“身份证”
-
是什么? 类似互联网上的 MIME 类型 (如
text/html,image/jpeg)。 -
干什么用? ContentProvider 可以通过
getType(Uri uri)方法返回给定 URI 所代表数据的 MIME 类型。这有助于客户端理解数据的格式(是单条联系人?还是联系人列表?是图片?还是视频?)。 -
标准格式:
- 指向集合的 URI:
vnd.android.cursor.dir/vnd.<authority>.<path>例如:vnd.android.cursor.dir/vnd.com.example.provider.books - 指向单条数据的 URI:
vnd.android.cursor.item/vnd.<authority>.<path>例如:vnd.android.cursor.item/vnd.com.example.provider.book
- 指向集合的 URI:
如何创建自己的 ContentProvider(提供者视角)
假设你的应用 (com.example.myapp) 想提供一个管理书籍的 CP:
-
定义 Contract 类 (推荐):
public final class BookContract { // 防止实例化 private BookContract() {} // Authority (唯一标识符) public static final String CONTENT_AUTHORITY = "com.example.myapp.provider"; // Base URI: content://com.example.myapp.provider public static final Uri BASE_CONTENT_URI = Uri.parse("content://" + CONTENT_AUTHORITY); // Path for "books" table public static final String PATH_BOOKS = "books"; // Books 表的完整 URI: content://com.example.myapp.provider/books public static final Uri CONTENT_URI = Uri.withAppendedPath(BASE_CONTENT_URI, PATH_BOOKS); // MIME Types public static final String CONTENT_LIST_TYPE = "vnd.android.cursor.dir/" + CONTENT_AUTHORITY + "/" + PATH_BOOKS; public static final String CONTENT_ITEM_TYPE = "vnd.android.cursor.item/" + CONTENT_AUTHORITY + "/" + PATH_BOOKS; // 定义表列常量 (假设你的 SQLite 表有这些列) public static final class BookEntry implements BaseColumns { public static final String TABLE_NAME = "books"; public static final String COLUMN_TITLE = "title"; public static final String COLUMN_AUTHOR = "author"; public static final String COLUMN_ISBN = "isbn"; public static final String COLUMN_PRICE = "price"; } } -
创建 ContentProvider 子类: 继承
android.content.ContentProvider,重写关键方法:public class BookProvider extends ContentProvider { // 数据库助手实例 private BookDbHelper mDbHelper; // URI 匹配器,用于解析传入的 URI private static final UriMatcher sUriMatcher = new UriMatcher(UriMatcher.NO_MATCH); // 定义匹配码常量 private static final int BOOKS = 100; // 匹配整个 books 表 private static final int BOOK_ID = 101; // 匹配 books 表中的单行 (带 ID) // 静态初始化块,配置 UriMatcher static { sUriMatcher.addURI(BookContract.CONTENT_AUTHORITY, BookContract.PATH_BOOKS, BOOKS); sUriMatcher.addURI(BookContract.CONTENT_AUTHORITY, BookContract.PATH_BOOKS + "/#", BOOK_ID); } @Override public boolean onCreate() { // 初始化数据库助手。通常在这里创建数据库连接。 mDbHelper = new BookDbHelper(getContext()); return true; // 初始化成功 } @Override public Cursor query(Uri uri, String[] projection, String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder) { SQLiteDatabase db = mDbHelper.getReadableDatabase(); Cursor cursor; int match = sUriMatcher.match(uri); switch (match) { case BOOKS: // 查询整个 books 表 cursor = db.query(BookContract.BookEntry.TABLE_NAME, projection, selection, selectionArgs, null, null, sortOrder); break; case BOOK_ID: // 从 URI 中提取 ID (如 content://.../books/42 中的 42) selection = BookContract.BookEntry._ID + "=?"; selectionArgs = new String[]{String.valueOf(ContentUris.parseId(uri))}; // 查询指定 ID 的书 cursor = db.query(BookContract.BookEntry.TABLE_NAME, projection, selection, selectionArgs, null, null, sortOrder); break; default: throw new IllegalArgumentException("Cannot query unknown URI " + uri); } // 设置通知 URI (可选但重要,用于监听数据变化) cursor.setNotificationUri(getContext().getContentResolver(), uri); return cursor; } @Override public Uri insert(Uri uri, ContentValues values) { int match = sUriMatcher.match(uri); if (match != BOOKS) { throw new IllegalArgumentException("Insertion is only supported for " + BookContract.CONTENT_URI); } SQLiteDatabase db = mDbHelper.getWritableDatabase(); long id = db.insert(BookContract.BookEntry.TABLE_NAME, null, values); if (id == -1) { return null; // 插入失败 } // 构造新插入项的 URI (如 content://.../books/42) Uri newItemUri = ContentUris.withAppendedId(uri, id); // 通知监听者数据已改变 (在这个URI上) getContext().getContentResolver().notifyChange(newItemUri, null); return newItemUri; } @Override public int update(Uri uri, ContentValues values, String selection, String[] selectionArgs) { int match = sUriMatcher.match(uri); SQLiteDatabase db = mDbHelper.getWritableDatabase(); int rowsUpdated; switch (match) { case BOOKS: rowsUpdated = db.update(BookContract.BookEntry.TABLE_NAME, values, selection, selectionArgs); break; case BOOK_ID: selection = BookContract.BookEntry._ID + "=?"; selectionArgs = new String[]{String.valueOf(ContentUris.parseId(uri))}; rowsUpdated = db.update(BookContract.BookEntry.TABLE_NAME, values, selection, selectionArgs); break; default: throw new IllegalArgumentException("Update is not supported for " + uri); } if (rowsUpdated > 0) { getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null); // 通知改变 } return rowsUpdated; } @Override public int delete(Uri uri, String selection, String[] selectionArgs) { int match = sUriMatcher.match(uri); SQLiteDatabase db = mDbHelper.getWritableDatabase(); int rowsDeleted; switch (match) { case BOOKS: rowsDeleted = db.delete(BookContract.BookEntry.TABLE_NAME, selection, selectionArgs); break; case BOOK_ID: selection = BookContract.BookEntry._ID + "=?"; selectionArgs = new String[]{String.valueOf(ContentUris.parseId(uri))}; rowsDeleted = db.delete(BookContract.BookEntry.TABLE_NAME, selection, selectionArgs); break; default: throw new IllegalArgumentException("Deletion is not supported for " + uri); } if (rowsDeleted > 0) { getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null); // 通知改变 } return rowsDeleted; } @Override public String getType(Uri uri) { int match = sUriMatcher.match(uri); switch (match) { case BOOKS: return BookContract.CONTENT_LIST_TYPE; // vnd.android.cursor.dir/... case BOOK_ID: return BookContract.CONTENT_ITEM_TYPE; // vnd.android.cursor.item/... default: throw new IllegalStateException("Unknown URI " + uri + " with match " + match); } } } -
在 AndroidManifest.xml 中声明 Provider:
<application ...> ... <provider android:name=".BookProvider" // 你的 ContentProvider 类全名 android:authorities="com.example.myapp.provider" // 必须与 Contract 中定义的 AUTHORITY 完全一致! android:exported="true|false" // 是否允许其他应用访问?true 允许,false 只允许本应用访问 android:readPermission="..." // (可选) 全局读权限 android:writePermission="..." // (可选) 全局写权限 android:permission="..." // (可选) 读写统一权限 android:grantUriPermissions="true|false"> // (可选) 是否允许临时 URI 授权 <!-- 更细粒度的路径权限 (可选) --> <path-permission android:pathPrefix="/books" android:permission="com.example.myapp.READ_BOOKS" android:readPermission="..." /> </provider> </application>android:exported: 决定是否允许其他应用访问。如果只想给自己应用内部用,设为false。- 权限控制: 非常灵活,可以在
<provider>级别设置全局权限,也可以在<path-permission>子元素中为特定 URI 路径设置精细权限。客户端应用必须在AndroidManifest.xml中声明相应的<uses-permission>才能访问。
关键概念 5:UriMatcher - URI 的“分类器”
-
是什么? 一个工具类 (
android.content.UriMatcher)。 -
干什么用? 在 ContentProvider 的实现中,用来高效地解析传入的 URI,判断它指向的是哪个数据集或哪条具体数据(根据你预先注册的匹配规则)。
-
如何使用:
-
创建实例:
UriMatcher matcher = new UriMatcher(UriMatcher.NO_MATCH); -
添加匹配规则:
matcher.addURI(authority, path, code);- 匹配集合 (如"content://auth/books")matcher.addURI(authority, path + "/#", code);- 匹配带数字 ID 的单条数据 (如"content://auth/books/42")。#匹配任意数字。matcher.addURI(authority, path + "/*", code);- 匹配带任意字符串的单条数据 (如"content://auth/books/fiction")。*匹配任意字符串。
-
当收到请求时,调用
int matchCode = matcher.match(incomingUri);,根据返回的matchCode来决定如何处理请求。
-
关键概念 6:ContentObserver - 数据的“监听器”
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是什么? 一个抽象类 (
android.database.ContentObserver)。 -
干什么用? 允许客户端应用注册监听特定 URI 或 URI 子树下数据的变化(插入、更新、删除)。
-
如何使用 (客户端):
-
创建一个
ContentObserver的子类,重写onChange(boolean selfChange)或onChange(boolean selfChange, Uri uri)方法。 -
通过
ContentResolver注册监听:getContentResolver().registerContentObserver( BookContract.CONTENT_URI, // 监听的 URI (可以是集合或单条) true, // 是否监听其子 URI 的变化 (true 表示监听整个子树) myObserver); // 你的 ContentObserver 实例 -
当数据变化时,你的
onChange方法会被调用。你可以在这里刷新 UI 或重新查询数据。 -
在不需要时(如 Activity
onDestroy())取消注册:getContentResolver().unregisterContentObserver(myObserver);
-
-
触发通知 (提供者端): ContentProvider 在执行
insert(),update(),delete()后,如果数据确实改变了,应该调用:getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, observer);uri: 发生变化的 URI(通常是操作的目标 URI)。observer: 可以传入null。如果传入一个特定的ContentObserver,则该观察者不会收到自己触发的这次变化通知(避免循环)。
关键概念 7:CursorLoader / LoaderManager (旧) / ViewModel + LiveData + Room (新推荐)
-
问题: 直接在 Activity/Fragment 中执行
ContentResolver.query()是同步操作,如果查询耗时(尤其是跨进程时),会阻塞 UI 线程,导致 ANR。需要在后台线程执行查询,查询完再切回主线程更新 UI。 -
旧方案 (已弃用但需理解):
CursorLoader+LoaderManagerCursorLoader: 一个 Loader,专门用于在后台线程通过ContentResolver异步加载Cursor数据。它会自动管理Cursor的生命周期(在配置变更如屏幕旋转时保持加载,避免重复查询;在不需要时关闭Cursor)。它内部也自动注册了ContentObserver,当数据变化时会自动重新加载。LoaderManager: 负责管理Loader的生命周期(创建、启动、停止、销毁),使其与 Activity/Fragment 的生命周期同步。
-
新方案 (强烈推荐): ViewModel + LiveData + Room (或直接使用
ContentResolver配合协程/RxJava)- ViewModel: 持有数据,在配置变更(如旋转)时存活。
- LiveData: 可观察的数据持有者,自动感知生命周期,确保数据只在活跃的 UI 组件(如 Activity/Fragment)在前台时才更新 UI。
- Room: 官方推荐的 SQLite ORM 库,它生成的 Dao 可以返回
LiveData<List<Entity>>或Flowable<List<Entity>>等响应式类型。即使你的数据源是自定义 ContentProvider,也可以在 Repository 层使用协程或 RxJava 在后台线程调用ContentResolver,然后将结果包装成LiveData或Flow暴露给 ViewModel/UI。 - 协程 / RxJava: 在后台线程执行
ContentResolver操作的标准异步工具。
核心原理:基于 Binder 的 IPC 与 AMS 管理
ContentProvider 的核心价值在于提供跨应用(进程) 的安全数据访问。这背后的基石是 Binder IPC 机制 和 Activity Manager Service (AMS) 的集中式管理。
1. 注册与发布:Provider 的“挂牌营业”
-
启动时机: 当应用安装后首次启动时,或当首次有客户端通过
ContentResolver请求访问该 Provider 时,系统会启动 Provider 所在的应用进程(如果还没运行)。 -
安装公告: 应用安装时,系统解析其
AndroidManifest.xml,记录下所有<provider>标签的信息(authority, 类名, 权限等)。这些信息注册到系统的核心服务 Package Manager Service (PMS) 中。 -
进程启动 & Provider 初始化:
- 系统(通常是 AMS)决定启动 Provider 所在的应用进程。
- 在该应用进程的主线程 (
ActivityThread) 中,系统调用Application.onCreate()(如果定义了)。 - 紧接着,系统为该进程中声明的每个
<provider>调用其ContentProvider.onCreate()方法(在应用主线程执行! )。这是 Provider 初始化自己(如打开数据库)的地方。 - 应用进程通过 Binder 调用
ActivityManagerService,告知 AMS:“我的ContentProvider实例 X 已经创建好了,它负责的Authority是 Y”。这本质上是将本地的ContentProvider对象“发布”给系统服务 AMS。 - AMS 作为中央注册表: AMS 维护着一个全局的映射关系:
Authority->ContentProviderRecord。ContentProviderRecord包含关键信息:指向目标应用进程的 Binder 代理 (IApplicationThread),以及指向该进程内具体ContentProvider对象的 Binder 代理 (IContentProvider)。AMS 就是那个知道“哪个服务员在哪家店”的总管家。
2. 客户端请求:ContentResolver 的“跑腿代办”
当客户端调用 ContentResolver.query(uri, ...):
-
获取 ContentResolver:
context.getContentResolver()返回一个ApplicationContentResolver实例(它是ContentResolver的子类)。 -
调用 query:
resolver.query(uri, ...) -
内部调用 acquireProvider:
ApplicationContentResolver调用其acquireProvider(Context context, String auth)方法(或其变种)。传入的auth是从uri中解析出来的authority(如com.android.contacts)。 -
请求 AMS 查找 Provider:
acquireProvider内部最终会调用ActivityThread的acquireProvider方法。ActivityThread首先检查本地缓存(一个Map<Auth, IContentProvider>)是否已有这个authority对应的IContentProvider代理。如果有缓存且有效,直接使用。- 关键步骤:缓存未命中!
ActivityThread通过 Binder IPC 调用ActivityManagerService的getContentProvider方法。传入authority和客户端的userId等信息。
-
AMS 查找并可能启动 Provider:
-
AMS 查找自己的
ContentProviderRecord注册表。 -
如果找到对应的记录且 Provider 所在进程已启动:
- 检查客户端是否有权限访问。
- 如果有权限,AMS 将
ContentProviderRecord中保存的指向目标 Provider 的IContentProviderBinder 代理返回给客户端进程。
-
如果 Provider 所在进程未启动:
- AMS 先启动目标应用进程。
- 等待目标进程启动完成,并如上所述,在目标进程中将 Provider 初始化并发布给 AMS(步骤 1.4)。
- AMS 拿到新发布的
IContentProvider代理,再返回给客户端进程。
-
-
客户端获得代理对象: 客户端进程的
ActivityThread收到 AMS 返回的IContentProvider代理对象(这是一个 Binder 代理对象,实现了IContentProvider接口)。它把这个代理对象缓存起来(避免下次再问 AMS),然后返回给ApplicationContentResolver。 -
跨进程调用 query:
ApplicationContentResolver拿到IContentProvider代理后,调用其query方法(IContentProvider.query(callingPkg, uri, projection, selection, selectionArgs, sortOrder, cancellationSignal))。注意callingPkg是客户端的包名,用于 Provider 端做更精细的权限控制。 -
Binder IPC 传递请求: 这个
query调用通过 Binder IPC 机制,传递到 Provider 所在的应用进程。 -
Provider 进程处理请求:
- 在 Provider 进程端,Binder 线程池中的一个线程收到这个 IPC 调用。
- 系统找到该进程内与这个
IContentProvider代理对应的真正的ContentProvider对象(通常在ActivityThread中维护)。 - 调用该
ContentProvider对象的query方法(就是你重写的那个方法!)。 query方法在 Binder 线程(不是主线程!)中执行。这就是为什么你在query实现里可以直接执行数据库操作(数据库操作通常允许在非主线程)。- 真正的
ContentProvider.query方法执行数据库查询,得到一个Cursor。
-
跨进程返回结果: 查询得到的
Cursor不能直接通过 Binder 传递(Binder 传输有大小限制,且Cursor是 Java 对象)。系统会将其包装成一个特殊的Cursor子类,通常是CursorToBulkCursorAdaptor或CrossProcessCursorWrapper。核心是:- Provider 端:创建一个
BulkCursorDescriptor对象,它包含了描述Cursor的元信息(列名、类型等)和一个指向Cursor所在进程的IBulkCursor接口的 Binder 代理 (BulkCursorToCursorAdaptor)。 - 这个
BulkCursorDescriptor对象通过 Binder 返回到客户端进程。
- Provider 端:创建一个
-
客户端接收 Cursor 代理: 客户端进程收到
BulkCursorDescriptor后,利用它创建一个CrossProcessCursor的代理对象,通常是CursorWrapperInner或BulkCursorToCursorAdaptor。这个代理对象内部持有指向 Provider 端真实Cursor的IBulkCursorBinder 代理。 -
客户端使用代理 Cursor: 客户端代码拿到这个
Cursor代理对象。当它调用cursor.moveToFirst(),cursor.getString()等方法时:- 这些调用会通过
IBulkCursorBinder 代理,发送到 Provider 进程。 - Provider 进程端的
BulkCursorToCursorAdaptor接收到请求,调用其内部持有的真实Cursor对象的对应方法。 - 操作结果(数据、是否成功)再通过 Binder 返回到客户端进程的
Cursor代理对象。 - 客户端感觉像在使用本地
Cursor,实际上每次数据获取都是跨进程的 IPC 调用!这就是为什么使用ContentProvider查询大量数据时性能需要特别注意,以及为什么推荐使用Loader或协程在后台处理。
- 这些调用会通过
-
关闭 Cursor: 当客户端调用
cursor.close()时,这个关闭操作也会通过 Binder IPC 传递到 Provider 进程,关闭真正的Cursor并释放资源。客户端必须关闭!
图解调用链路
[Client App] [System Server (AMS)] [Provider App]
| | |
| 1. ContentResolver.query(uri, ...) | |
|------------------------------------------------------------------>| |
| | 2. AMS: Lookup Provider by authority (from uri) |
| | - Check permissions |
| | - Start Provider App if needed & wait for publish |
| | |
| | <------------------------(Provider process starts & calls AMS.publishContentProviders)
| | |
| | 3. AMS returns IContentProvider proxy (Binder) to client |
|<------------------------------------------------------------------| |
| | |
| 4. Client calls IContentProvider.query(...) via Binder proxy | |
|------------------------------------------------------------------>|---------------------------------------------------------->|
| | | 5. Provider's Binder thread receives call
| | | 6. Call real ContentProvider.query() (your code!)
| | | 7. Get real Cursor
| | | 8. Wrap Cursor in BulkCursorDescriptor (with IBulkCursor proxy)
| | | 9. Return BulkCursorDescriptor via Binder
|<------------------------------------------------------------------|<----------------------------------------------------------|
| | |
| 10. Client wraps descriptor into a Cursor proxy (e.g., CursorWrapperInner) | |
| | |
| 11. Client uses cursor proxy (e.g., moveToFirst, getString) | |
| (Each call triggers IPC to Provider app) | |
|------------------------------------------------------------------>|---------------------------------------------------------->|
| | | 12. Provider's BulkCursorAdaptor calls real Cursor
| | | 13. Results sent back via Binder
|<------------------------------------------------------------------|<----------------------------------------------------------|
| | |
| ... | |
| | |
| 14. cursor.close() | |
|------------------------------------------------------------------>|---------------------------------------------------------->|
| | | 15. Close real Cursor & release resources
| | |
关键源码类解析
-
ContentResolver(抽象类) /ApplicationContentResolver(实现类):- 客户端的主要入口。
getContentResolver()返回的是ApplicationContentResolver。 - 核心方法
acquireProvider(String auth)(最终调用ActivityThread.acquireProvider),query,insert,update,delete。
- 客户端的主要入口。
-
ActivityThread(核心类):- 代表应用的主线程。管理着应用的核心组件(Activity, Service, BroadcastReceiver, ContentProvider)的生命周期。
- 维护一个
Map(mProviderMap) 缓存已获取的IContentProvider代理。 - 关键方法
acquireProvider(处理 AMS 交互,获取 Provider 代理),publishContentProviders(在 Provider 启动后,将其发布给 AMS)。
-
ActivityManagerService(AMS) (系统服务):- 系统核心服务,管理四大组件、进程、权限等。
- 维护
ContentProvider的全局注册表 (mProviderMap-ProviderMap类)。 - 关键方法
getContentProvider(响应客户端请求,查找或启动 Provider),publishContentProviders(接收 Provider 进程的发布通知)。
-
IContentProvider(Binder 接口):- 定义了
ContentProvider核心操作(query,insert,update,delete,getType,call等)的 Binder 接口。 - 客户端持有的是
IContentProvider.Stub.Proxy(代理对象)。 - Provider 端实现的是
ContentProvider.Transport(内部类,继承IContentProvider.Stub)。
- 定义了
-
ContentProvider(抽象类):- 开发者继承和实现的核心类。
- 包含内部类
Transport,它是IContentProvider.Stub的实现,负责接收来自客户端的 Binder IPC 调用,并转发给外部的ContentProvider实例方法。 - 关键生命周期方法
onCreate(初始化),query,insert,update,delete,getType。
-
UriMatcher: 如前所述,用于解析 URI。 -
Cursor/ICursor/IBulkCursor/BulkCursorDescriptor/BulkCursorToCursorAdaptor/CursorToBulkCursorAdaptor/CursorWrapperInner:- 这一系列类和接口共同实现了
Cursor数据的跨进程访问代理机制,是ContentProvider查询性能的关键点。
- 这一系列类和接口共同实现了
总结与注意事项
-
核心价值: 安全、标准化的跨应用数据共享机制。是 Android 沙箱模型的必要补充。
-
关键角色:
URI(门牌号),ContentResolver(客户端代理),ContentProvider(服务端实现),AMS(中央管理器),Binder(通信管道)。 -
性能考量: 跨进程通信 (
IPC) 有开销。通过ContentProvider访问数据,尤其是大量数据或频繁操作,性能远低于直接访问本地数据库。设计时需注意:- 避免在 UI 线程执行耗时 CP 操作。
- 使用
Projection只查询需要的列。 - 使用
Selection精确过滤数据。 - 考虑使用
Loader/LiveData/ 协程 / RxJava 进行异步加载。 - 对于仅限本应用使用的数据,优先考虑
SQLiteOpenHelper或Room直接访问数据库。
-
权限控制: 是安全的核心。务必在 Manifest 中正确声明权限 (
exported,readPermission,writePermission,path-permission),并在运行时检查(Android 6.0+)。 -
线程模型:
ContentProvider.onCreate()在主线程调用。初始化操作要快。query,insert,update,delete方法在 Binder 线程池 中调用。必须保证线程安全(如数据库操作本身是线程安全的,或者使用同步机制)。避免在这些方法中直接操作 UI。
-
现代替代: 对于应用内部的数据访问,
Room+LiveData/Flow+ViewModel是 Google 官方推荐的最佳实践,它提供了更简洁、类型安全、响应式且生命周期感知的 API。ContentProvider的主要场景仍然是向其他应用安全地暴露数据(如系统联系人、日历、自定义 SDK 提供数据)或访问系统提供的数据。 -
ContentProvider与FileProvider:FileProvider是ContentProvider的一个特殊子类,专门用于安全地共享应用私有文件(通过content://URI 和Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION/FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION机制)。它避免了使用file://URI 的安全风险。